KR100335919B1 - 자동차의 이그니션 코일 고장 검출 방법 - Google Patents

자동차의 이그니션 코일 고장 검출 방법 Download PDF

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Abstract

이그니션 시스템에 이그니션 코일 고장 검출을 위한 별도의 장치를 추가하지 않고 엔진 제어 장치에 의한 간단한 방법으로 이그니션 시스템의 이그니션 코일 고장을 검출할 수 있도록 하기 위하여, 컬렉터 단자가 제어 핀에 접속된 다수의 파워 트랜지스터를 내장하는 엔진 제어 장치의 파워 트랜지스터 제어 동작에 따라 배터리 전원에 의한 각 제어 핀에 접속된 이그니션 코일의 1차 코일 전류 도통을 제어하여 2차 코일에 고전압이 유기되도록 함으로써 각 엔진 실린더에 설치된 스파크 플러그에서 불꽃 방전이 발생하도록 하는 자동차의 이그니션 시스템에 있어서, 엔진 냉각수온 및 배터리 전압이 기준값 이상이 되어 자동차의 정상 운행 상태일 경우 상기 제어 핀에 유기되는 전압을 검출하고, 상기 검출된 상기 제어 핀에 유기되는 전압이 설정된 임계 전압 이상이 되는 과도 전압 시간을 검출한 후 상기 과도 전압 시간이 엔진 회전수와 흡입 공기량에 따라 이그니션 코일 고장 판단을 위해 설정된 시간 이상이 되지 않을 경우 이그니션 코일 고장으로 판단하고 이를 사용자가 알 수 있도록 경보하는 자동차의 이그니션 코일 고장 검출 방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.

Description

자동차의 이그니션 코일 고장 검출 방법{METHOD FOR DETECTING IGNITION COIL FAILURE OF VEHICLE}
본 발명은 자동차의 이그니션 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차 이그니션 시스템의 이그니션 코일이 고장일 경우 이를 검출하여 사용자가 알 수 있도록 경고하는 자동차의 이그니션 코일 고장 검출 방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 이그니션 시스템은 엔진 실린더에 공급되는 연료를 연소시켜 엔진 구동력을 얻기 위한 것으로, 엔진 제어 장치에 내장된 파워 트랜지스터의 '온' 시간 동안 1차 코일로 배터리에 의한 전류가 도통되고 파워 트랜지스터가 '오프'될 경우 2차 코일에서 유기 기전력에 의한 고전압이 유기되어 스파크 플러그에서 불꽃 방전을 일으키게 된다.
그리고, 자동차의 이그니션 시스템에서 이그니션 코일의 고장 즉, 연결 계통의 단선 및 전기적 쇼트가 발생할 경우에는 정확한 엔진 점화가 이루어지지 않아 엔진의 이상 연소 현상이 발생하게 된다.
이러한 이그니션 시스템의 이그니션 코일 고장을 검출하기 위하여 종래에는 도 4a의 스파크 플러그 다중 제어 방식이나 도 4b의 개별 제어 방식에서와 같이, 엔진 제어 장치(10)의 파워 트랜지스터(PT) 컬렉터 단자에 접속되는 이그니션 코일부(20) 1차 코일(L1)측에 이그니션 코일 고장 검출 센서(15)를 접속하였다.
따라서, 엔진 제어 장치(10)의 제어 동작에 따라 파워 트랜지스터(PT)를 선택적으로 '온'하면 이그니션 코일부(20)의 1차 코일(L1)들 중 '온'된 파워 트랜지스터(PT) 컬렉터 단자와 접속된 1차 코일(L1)에 배터리(B)에 의한 전류가 도통된다. 이후, 엔진 제어 장치(10)의 제어 동작에 따라 '온'된 파워 트랜지스터(PT)가 '오프'되면 유기 기전력에 의해 2차 코일(L2)에 고전압이 유기되어 스파크 플러그부(30)에서 선택된 스파크 플러그에서 불꽃 방전이 발생하여 엔진 실린더에 공급된 연료를 연소시킨다. 이때, 2차 코일(L2)의 고전압에 의해 1차 코일(L1)로 역전압이 유기되며, 파워 트랜지스터(PT)의 컬렉터 단자와 1차 코일(L1) 사이에 유기되는 역전압은 배터리(B) 전압보다 높게 나타나고, 1차 코일(L1)측에 배터리(B)와 병렬 접속된 캐패시터(C)는 역기전력에 의한 전류를 차단하여 파워 트랜지스터(PT)를 보호한다.
이때, 이그니션 코일 고장 검출 센서(15)는 파워 트랜지스터(PT)의 '온', '오프' 시간인 드웰(dwell) 시간에 비례하는 1차 코일(L1)과 파워 트랜지스터(PT) 컬렉터 단자 사이의 전위 신호를 검출하여 엔진 제어 장치(10)로 인가한다. 그러면, 엔진 제어 장치(10)는 드웰 시간에 비례하는 신호를 분석하여 이그니션 코일의 고장 여부를 판단한다.
그러나, 이와 같은 종래의 이그니션 코일 고장 검출 시스템에서는 이그니션 코일의 고장을 검출하기 위하여 별도의 이그니션 코일 고장 검출 센서를 추가로 설치함으로써 원가가 상승하게 되고, 무게가 증가하게 되는 단점이 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 이그니션 시스템에 이그니션 코일 고장 검출을 위한 별도의 장치를 추가하지 않고 엔진 제어 장치에 의한 간단한 방법으로 이그니션 시스템의 이그니션 코일 고장을 검출할 수 있도록 하는 데 있다.
도 1a와 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 이그니션 시스템을 개략적으로 도시한 블록 구성도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 이그니션 코일 고장 검출 방법을 개략적으로 도시한 동작 순서도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 이그니션 코일 고장 검출 방법에서 1차 코일에서 검출되는 전압 신호를 개략적으로 도시한 신호 파형도이고,
도 4는 종래 자동차의 이그니션 코일 고장 검출 시스템을 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 컬렉터 단자가 제어 핀에 접속된 다수의 파워 트랜지스터를 내장하는 엔진 제어 장치의 파워 트랜지스터 제어 동작에 따라 배터리 전원에 의한 각 제어 핀에 접속된 이그니션 코일의 1차 코일 전류 도통을 제어하여 2차 코일에 고전압이 유기되도록 함으로써 각 엔진 실린더에 설치된 스파크 플러그에서 불꽃 방전이 발생하도록 하는 자동차의 이그니션 시스템에 있어서, 엔진 냉각수온 및 배터리 전압이 기준값 이상이 되어 자동차의 정상 운행 상태인지를 판단하는 단계와, 자동차의 정상 운행 상태로 판단될 경우 상기 제어 핀에 유기되는 전압을 검출하는 단계와, 상기 검출된 상기 제어 핀에 유기되는 전압이 설정된 임계 전압 이상이 되는 과도 전압 시간을 검출하는 단계와, 상기 과도 전압 시간이 엔진 회전수와 흡입 공기량에 따라 이그니션 코일 고장 판단을 위해 설정된 시간 이상이 되지 않을 경우 이그니션 코일 고장으로 판단하고 이를 사용자가 알 수 있도록 경보하여 주는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 설명한다.
도 1a와 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 이그니션 시스템을 개략적으로 도시한 블록 구성도로, 엔진 제어 장치(10)와 이그니션 코일부(20), 스파크 플러그부(30), 운행 정보 검출부(40)로 이루어진다.
엔진 제어 장치(10)는 내부에 다수의 파워 트랜지스터(PT)를 내장하고, 각 파워 트랜지스터(PT)의 컬렉터 단자를 제어 핀(pin)에 접속하고 있으며, 자동차의 운행중 엔진 점화를 위한 소정의 제어 신호를 출력한다.
이그니션 코일부(20)는 다수의 1차 코일(L1)과 2차 코일(L2)로 이루어져, 1차 코일(L1)의 일측단은 엔진 제어 장치(10)의 제어 핀에 각각 접속되고 타측단은 배터리(B)와 캐패시터(C)에 병렬 접속되며, 엔진 제어 장치(10)의 파워 트랜지스터(PT) 스위칭 동작에 따라 1차 코일(L1)에 흐르는 전류에 의해 2차코일(L2)에서 고전압을 유기하여 출력한다.
스파크 플러그부(30)는 도 1a에서와 이그니션 코일부(20)의 2차 코일(L2) 각 출력단에 스파크 플러그가 엔진 실린더별로 접속되거나 도 1b에서와 같이 일측단이 다이오드를 통해 1차 코일(L1)에 접속된 2차 코일(L2)의 타측단에 스파크 플러그가 엔진 실린더별로 접속되어 있으며, 이그니션 코일부(20) 2차 코일(L2)에 유기되는 고전압에 따라 불꽃 방전을 일으켜 각 엔진 실린더에 공급된 연료를 연소시킨다.
운행 정보 검출부(40)는 자동차의 운행중 엔진 냉각수온, 배터리(B) 전압, 엔진 회전수, 흡입 공기량 등의 각종 운행 정보를 검출한다.
이와 같이 구성된 이그니션 시스템에 의해 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 이그니션 코일 검출 방법을 도 2와 도 3을 참조하여 설명한다.
자동차의 운행중 엔진 점화를 위하여 엔진 제어 장치(10)가 내장된 파워 트랜지스터(PT)를 순차적으로 '온', '오프'하여 이그니션 코일부(20)의 각 1차 코일(L1)의 전류 도통에 의해 2차 코일(L2)에 고전압을 유기하도록 한다. 그리고, 2차 코일(L2)에 유기된 고전압에 의해 스파크 플러그부(30)의 각 실린더별로 설치된 스파크 플러그에서 불꽃 방전이 이루어지도록 한다.
이때 엔진 제어 장치(10)에서 이그니션 코일 고장을 검출하기 위하여 먼저 운행 정보 검출부(40)로부터 수신되는 자동차의 운행 정보를 분석하여(S11), 엔진 냉각수온과 배터리(B) 전압이 각각 설정된 기준 온도와 기준 전압보다 큰지를 판단한다(S12).
그리고, 검출된 엔진 냉각수온과 배터리 전압이 각각 설정된 기준 온도와 기준 전압보다 크면 자동차의 정상 운행 상태라 판단하고, 파워 트랜지스터(PT)의 컬렉터 단자가 접속된 제어 핀에 유기되는 전압 즉, 이그니션 코일부(20)의 1차 코일(L1)에 유기되는 전압을 검출한다(S13).
제어 핀에서 검출되는 전압(V)은 도 3에서와 같이, 엔진 제어 장치(10)의 제어에 의해 파워 트랜지스터(PT)가 '온'되면(t0) 이그니션 코일부(20)의 1차 코일(L1)에 배터리(B)에 의한 전류가 도통하게 되며 1차 코일(L1)이 접속되어 있는 파워 트랜지스터(PT)의 컬렉터 단자인 제어 핀에서의 전압은 '0'이 된다.
이후, 드웰 시간(t1-t0)이 경과하여 엔진 제어 장치(10)가 파워 트랜지스터(PT)를 '오프'시키면(t1) 이그니션 코일부(20)의 1차 코일(L1)로 도통되는 전류는 차단되며 그에 따라 2차 코일(L2)에는 유기 기전력에 의해 고전압이 유기되어 스파크 플러그부(30)의 선택된 스파크 플러그에서 불꽃 방전을 일으킨다. 이때, 드웰 시간(t1-t0)은 엔진 회전수와 배터리 전압에 의해 가변되어 스파크 플러그에서 불꽃 방전을 일으킬 수 있는 있도록 2차 코일(L2)에 충분한 고전압이 유기될 수 있도록 한다. 그리고, 2차 코일(L2)의 고전압에 의해 1차 코일(L1)에 역전압이 발생하게 되므로 제어 핀에서 검출되는 전압(V)은 배터리 전압(VB)보다 휠씬 높게 되며, 스파크 플러그에 의한 불꽃 방전에 의해 2차 코일(L2)의 고전압이 소모되므로 1차 코일(L1)에 발생된 역전압도 점차적으로 감소하게 된다.
이때, 엔진 제어 장치(10)는 제어 핀에서 검출되는 1차 코일(L1)에 유기되는 전압(V) 중 배터리 전압(VB)보다 일정 전압만큼 높게 설정된 임계 전압(Vth) 이상이 되는 과도 전압 시간(t2-t1) 즉, 2차 코일(L2)의 고전압에 의해 1차 코일(L1)에역전압이 발생한 시간(t1)으로부터 1차 코일(L1)에 유기된 역전압이 임계 전압(Vth) 이하로 되는 시간(t2) 간격을 검출한 후, 검출된 과도 전압 시간(t2-t1)이 엔진 회전수와 흡입 공기량에 따라 이그니션 코일 고장 판단을 위해 설정된 시간 이상이 되는지를 판단한다(S14).
그리고, 검출된 과도 전압 시간(t2-t1)이 설정 시간 이상이 될 경우에는 이그니션 코일이 정상이라 판단하며, 검출된 과도 전압 시간(t2-t1)이 설정 시간 이상이 되지 않을 경우에는 이그니션 코일 고장으로 판단하여 이를 사용자가 알 수 있도록 경보를 발생함과 동시에 각 실린더별 이그니션 코일 고장 코드를 내부 메모리에 저장하여 사용자가 고장 진단을 할 수 있도록 한다(S15).
이와 같이 본 발명은 이그니션 시스템에 이그니션 코일 고장 검출을 위한 별도의 장치를 추가하지 않고 엔진 제어 장치에 의한 간단한 방법으로 이그니션 시스템의 이그니션 코일 고장을 검출할 수 있도록 함으로써 원가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 부품수 및 무게를 경감할 수 있어 경제적이다.

Claims (3)

  1. 컬렉터 단자가 제어 핀에 접속된 다수의 파워 트랜지스터를 내장하는 엔진 제어 장치의 파워 트랜지스터 제어 동작에 따라 배터리 전원에 의한 각 제어 핀에 접속된 이그니션 코일의 1차 코일 전류 도통을 제어하여 2차 코일에 고전압이 유기되도록 함으로써 각 엔진 실린더에 설치된 스파크 플러그에서 불꽃 방전이 발생하도록 하는 자동차의 이그니션 시스템에 있어서,
    엔진 냉각수온 및 배터리 전압이 기준값 이상이 되어 자동차의 정상 운행 상태인지를 판단하는 단계와;
    자동차의 정상 운행 상태로 판단될 경우 상기 제어 핀에 유기되는 전압을 검출하는 단계와;
    상기 검출된 상기 제어 핀에 유기되는 전압이 설정된 임계 전압 이상이 되는 과도 전압 시간을 검출하는 단계와;
    상기 과도 전압 시간이 엔진 회전수와 흡입 공기량에 따라 이그니션 코일 고장 판단을 위해 설정된 시간 이상이 되지 않을 경우 이그니션 코일 고장으로 판단하고 이를 사용자가 알 수 있도록 경보하여 주는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 이그니션 코일 고장 검출 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 과도 전압 시간이 엔진 회전수와 흡입 공기량에 따라 이그니션 코일 고장 판단을 위해 설정된 시간 이상이 되지 않을 경우 이그니션코일 고장으로 판단하고 이를 사용자가 알 수 있도록 경보하여 주는 단계는,
    상기 이그니션 코일 고장으로 판단될 경우 메모리에 각 엔진 실린더별 이그니션 코일 고장 코드를 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 이그니션 코일 고장 검출 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 임계 전압은 상기 배터리의 전압보다 일정 전압 높게 설정하는 것을 특징으로 하는 자동차의 이그니션 코일 고장 검출 방법.
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